农药新靶标发现与应用专题序言

农药是控制作物病虫害、提高农作物产量的重要手段。然而,现有农药的长期不合理使用已经造成严重的抗性和生态环境问题。开发基于新靶标的绿色农药是解决上述问题的有效途径。新靶标的发现与应用是国际农药科技竞争的制高点,是中国科协发布的60个重大科学问题和工程技术难题之一,也是中国科学院和中国工程院发布的农业领域“卡脖子”问题之一。

生防枯草芽孢杆菌Czk1固体发酵工艺条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Czk1是一株具广谱拮抗、促生和诱导植株产生抗病性的根际益生菌。为了全面资源化利用农业废弃物中的有机养分和促进对植物土传病害的生物防治,本研究以Czk1为研究对象,以鸡粪为底肥,分别利用玉米秸秆、菌糠、椰糠堆肥为原料,采用液固两相发酵工艺,以稀释平板菌落计数法测定活菌总数和芽孢数,经过单因素和正交试验方法,明确Czk1固体发酵物料的配方、工艺参数和培养条件。得出Czk1固体发酵的最优条件:最佳原料为菌糠鸡粪堆肥,Czk1接种重量为10%,黄豆粉添加量为10%,含水量为40%,发酵温度为37℃,翻抛1次/72h,在此条件下,Czk1菌株中的芽孢活菌数量总量可以达到8.63×10^(8)CFU/g,芽孢数为8.37×10^(8)CFU/g。其次,发酵效果较佳的原料为秸秆鸡粪堆肥,Czk1接种量为10%,添加5%黄豆粉,40%含水量,发酵温度为37℃,翻抛1次/72 h,此条件下,Czk1接种菌株中的活菌数量总量可达到6.53×10^(8)CFU/g,芽孢数为5.97×10^(8)CFU/g;另外,在此配方条件下再添加30%菌糠,Czk1菌株的活菌数量总量及芽孢数分别可达到8.70×10^(8)CFU/g和6.90×10^(8)CFU/g。4种发酵生物肥原料的理化性质测定表明,其有机质含量、碳氮比均有较大差异,其中以鸡粪为原料其pH、全磷和全钾含量均最高,碳氮比最低,氮、磷、钾总含量均高于秸秆、椰糠和菌糠;秸秆为原料其电导率、有机质含量最高;椰糠为原料其全氮含量最高,菌糠为原料碳氮比最高。不同鸡粪与菌糠、秸秆及椰糠组合的生物有机肥的种子发芽指数均大于80%。因此,枯草芽孢杆菌Czk1具有良好的开发利用价值,选择合适的发酵生产条件可将农业废弃物制备出高质量的生物有机肥。

氯氟醚菌唑在香蕉和芒果果实中的残留分布

采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS),建立了香蕉、芒果果实中氯氟醚菌唑残留的检测方法,并依据NY/T 788—2018《农作物中农药残留试验准则》,开展了400 g/L氯氟醚菌唑悬浮剂(SC)1年6地的田间残留试验,研究了氯氟醚菌唑在香蕉、芒果果实中的消解动态和残留分布情况。样品经乙腈提取,GCB和C18组合吸附剂净化,UPLC-MS/MS检测。结果表明:在0.001~1 mg/kg添加水平下,氯氟醚菌唑在香蕉全果和果肉中的平均回收率为83%~93%,相对标准偏差(RSD)为2.3%~5.9%;在芒果全果和果肉中的平均回收率为82%~91%,RSD为2.9%~6.0%。定量限(LOQ)均为0.001 mg/kg。田间试验结果显示:400 g/L氯氟醚菌唑SC按有效成分133.3 mg/kg施药3次,施药间隔7~10 d,距末次施药后21、28 d,氯氟醚菌唑在香蕉全果中的残留量为0.03~0.09 mg/kg,在香蕉果肉中的残留量为<0.001~0.004mg/kg;按有效成分160 mg/kg施药3次,施药间隔7~10 d,距末次施药后14、21 d,氯氟醚菌唑在芒果全果中的残留量为0.04~0.28 mg/kg,在芒果果肉中的残留量为0.001~0.003 mg/kg。该研究结果可为指导氯氟醚菌唑在香蕉、芒果上的科学合理使用及制定其在香蕉、芒果上的最大残留限量(MRL)提供参考。

壳聚糖与脂肪酸甲酯磺酸钠自组装制备己唑醇纳米缓释颗粒

纳米化农药是提高农药利用率和减少农药用量的重要途径,为开发简单高效的制备技术以推动纳米农药从实验室研究走向农田应用,利用阴离子表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)与壳聚糖(CS)在温和的工艺条件下自组装获得稳定的纳米颗粒,并负载典型三唑类杀菌剂己唑醇(HAZ)制备了纳米悬浮液,研究纳米颗粒的结构对其载药性能和释放性能的影响。结果显示:MES/CS纳米颗粒对HAZ具有良好的载药性能,其包封率随着MES用量的增加而增加。纳米包封显著延缓了HAZ的释放,增加MES、CS和交联剂多聚磷酸钠的用量可以获得更好的缓释效应。HAZ从纳米颗粒中的释放具有明显的pH敏感性,酸性介质中HAZ的释放由于壳聚糖纳米壳层通透性的增加而加快。与HAZ原药和市售HAZ悬浮剂相比,纳米颗粒通过载体与真菌胞膜相互作用增强了H AZ的抗菌活性,其对立枯丝核菌的有效抑制中浓度(EC50)与HAZ原药和市售HAZ悬浮剂相比明显减小,表明MES/CS纳米颗粒是具有良好应用前景的纳米农药载药平台。

细胞色素P450介导的杂草抗药性研究进展

细胞色素P450(cytochrome P450)是一类重要的亚铁血红素-硫醇盐蛋白超家族,属于单加氧酶,广泛分布于生物界中。研究发现P450主要具有“生物合成”和“生物解毒”两大功能,被誉为“万能的生物催化剂”。大多数除草剂在植物体内代谢的初始阶段即涉及植物细胞色素P450的作用。近些年,由P450介导的抗药性杂草呈多发态势,其复杂的抗性谱,给杂草化学防除带来了新的挑战。本文对P450分类命名、P450与除草剂代谢的关系、P450抗性鉴定手段、P450介导抗性杂草发生情况、与除草剂代谢有关的植物细胞色素P450基因克隆等内容进行了综述,旨在为该领域的相关研究提供参考。

欧盟农药残留特别贸易关注发展趋势分析

欧盟是我国植物源农产品出口的重要目标市场,也是全球食品安全管理最严苛的地区之一。近年来,欧盟连续撤销多种农药的登记授权,并将相关农药残留限量(MRLs)降低至定量限(LOQ)水平,对农产品的国际贸易产生了重要影响。世界贸易组织(WTO)成员对欧盟农药残留管控措施的关注度也越来越高。本文收集整理了1995年至2022年间WTO成员提出的与欧盟农药残留管控相关的“卫生与植物卫生措施特别贸易关注(specific trade concerns on sanitary and phytosanitary measures,SPS STCs)”议题,系统梳理了WTO成员对欧盟农药残留管控措施的关注情况,包括关注议题数量、提出关注议题的成员、涉及的管控措施类型、产品种类及解决情况,总结分析了WTO成员对欧盟农药残留管控措施的主要关注点,并尝试提出了相应的应对思考建议。

药食同源植物杀虫剂制备及其防治效果

以常见药食同源植物辣椒和花椒的果实、大蒜鳞茎和洋葱鳞叶为试验材料,与有效微生物群(Effective microorganisms,EM)菌液混合发酵制作杀虫剂,使用液相色谱分析其杀虫成分含量;结合室内和田间试验,筛选高效生物杀虫剂并评估其杀虫效果。结果表明,花椒125g,辣椒25g,大蒜125g,洋葱250g混合发酵30d,稀释30倍液得到最佳杀虫活性物A;施药后第6天对桃蚜防治效果最佳,虫口减退率为92.38%。田间试验结果表明,杀虫剂A在施药后第5天对桃蚜防治效果最佳,校正防效为78.05%;与市售植物源杀虫剂比较,杀虫剂A持效时间较长,在施药后第6天虫口减退率为70.29%,校正防效为82.95%,杀虫效果显著高于0.3%印楝素乳油和1.3%苦参碱水剂。研究得到一种高效植物源杀虫剂A,为药食同源植物制备杀虫剂研发及其在生产中推广应用提供试验依据和有效方法。

乙唑螨腈、丁氟螨酯和腈吡螨酯对家蚕的安全性评价

为了明确乙唑螨腈、丁氟螨酯和腈吡螨酯对家蚕的安全性,采用叶片饲喂法测定了3种杀螨剂对家蚕3龄幼虫的急性毒性和亚致死剂量对家蚕结茧性能的影响。结果表明,3种杀螨剂对家蚕3龄幼虫的致死中浓度大于2000 mg/L。3种杀螨剂对家蚕4龄幼虫的上蔟率、结茧率无显著影响,但上蔟后,腈吡螨酯处理的蔟中死亡率和死笼率高于空白对照处理。乙唑螨腈处理的全茧量、茧层量低于对照处理,而蛹体重、茧层率与空白对照无显著性差异;腈吡螨酯500、250 mg/L处理的全茧量、茧层量、蛹体重低于空白对照处理,125 mg/L处理的茧层量、蛹体重显著高于对照处理,3个处理的茧层率显著高于空白对照处理;丁氟螨酯3个处理的全茧量、茧层量、蛹体重、茧层率显著高于对照处理。3种杀螨剂对家蚕低毒,推荐剂量下对家蚕结茧性能的影响较小,可用于桑园防控红蜘蛛。

山东省葡萄白腐病菌对氯氟醚菌唑及其他3种三唑类杀菌剂的敏感性

为明确葡萄白腐病菌对氯氟醚菌唑的敏感性,本研究采用菌丝生长速率法测定了山东省6个地市的66株葡萄白腐病菌对氯氟醚菌唑的敏感性,同时通过室内及田间试验比较了氯氟醚菌唑与丙环唑、苯醚甲环唑和戊唑醇3种三唑类杀菌剂对葡萄白腐病的防治效果。结果表明,葡萄白腐病菌群体对氯氟醚菌唑表现为敏感,氯氟醚菌唑对所有菌株的有效抑制中浓度(EC50)在0.0210~1.9464μg/mL之间,平均EC50值为(0.7578±0.4322)μg/mL,其敏感性频率呈连续单峰曲线分布,符合正态分布,因此可将该平均EC50值作为山东地区葡萄白腐病菌对氯氟醚菌唑的敏感基线。丙环唑、苯醚甲环唑和戊唑醇对随机选择的31株葡萄白腐病菌的平均EC50值分别为(1.1667±0.4456)、(2.1577±0.5007)和(5.8187±1.5538)μg/mL。结果表明,氯氟醚菌唑对葡萄白腐病菌的活性与丙环唑、苯醚甲环唑相当,优于戊唑醇,该结果可为田间葡萄白腐病菌抗药性监测及防控提供依据。

反枝苋对氟磺胺草醚的抗性机制代谢组学研究

二苯醚类除草剂氟磺胺草醚是防除大豆田杂草反枝苋Amaranthus retroflexus L.的主要除草剂,但黑龙江省大豆田反枝苋对氟磺胺草醚的抗性越来越强,严重影响大豆产量。目前尚无关于反枝苋对氟磺胺草醚抗性机制的代谢组学研究。本研究基于未处理(CK)以及氟磺胺草醚处理后反枝苋敏感种群(SY)、抗性种群(RY)的叶组织的代谢谱,进行主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA),发现RY组代谢分子表型更贴近于CK组。京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析和拓扑分析结果发现,氟磺胺草醚的主要作用通路有3条,分别是biosynthesis of amino acids (氨基酸的生物合成)、arginine biosynthesis (精氨酸生物合成)和2-oxocarboxylic acid metabolism (2-氧代羧酸代谢)。CK vs RY和SY vs RY有1条共有的差异通路——degradation of flavonoids (类黄酮的降解),因此,类黄酮的降解可能是RY组抗性的特异性通路。通过支持向量机(SVM)分析进一步发现,4-hydroxy-2-oxoglutaric acid (4-羟基2-氧化戊二酸)、citrulline (瓜氨酸)和L-ornithine (L-鸟氨酸)是氟磺胺草醚处理后反枝苋产生抗药性的关键代谢物。

吡唑醚菌酯在冬枣中的残留消解及膳食风险评估

2021—2022年在河北黄骅开展了250 g/L吡唑醚菌酯乳油在冬枣中的规范残留田间试验,样品采用QuEChERS法净化,气相色谱-电子捕获检测器检测分析,得出吡唑醚菌酯在冬枣中的残留消解规律,并对其进行膳食风险评估。2年残留消解试验结果显示,吡唑醚菌酯在冬枣中的半衰期分别为9.86、11.8 d,消解规律符合一级动力学方程;最终残留试验结果显示,末次药后14~28 d,吡唑醚菌酯残留量为0.297~0.684 mg/kg,其中,末次药后21 d的残留试验中值为0.432 mg/kg。膳食风险评估得出风险商为0.62%,膳食摄入风险可接受。建议250 g/L吡唑醚菌酯乳油在冬枣上使用剂量为3000~4000倍液,每季最多施药3次,施药间隔期7 d,安全间隔期21 d。

异噻唑啉酮及其衍生物的合成及生物活性综述

综述了有关异噻唑啉酮类化合物母核的合成方法、各个位点的修饰改造方法以及在工农医等领域的应用进展。该类化合物生物活性广泛,具有高效、低毒、广谱等优点,应用于杀菌、灭藻、防腐、防污等,是近年化工研究领域的热点,目前已有卡松(Kathon)和Sea-Nine 211(DCOIT)等商品化产品。异噻唑啉酮类化合物对工农业生产生活具有重要作用。重点讨论了近年来异噻唑啉酮及其衍生物在医药、农药、涂料、纺织、造纸、制革等领域的应用以及研究进展,最后对异噻唑啉酮类化合物的发展方向和应用前景做出展望。

涂敷型手性固定相的制备及氯氟草醚乙酯对映体的高效液相色谱分离

在前人工作的基础上,以微晶纤维素和3,5 二甲基苯基异氰酸酯为原料合成了纤维素 三(3,5 二甲基苯基氨基甲酸酯),并将其涂敷于小粒径的氨丙基化硅胶(APS)上,制备出纤维素 三(3,5 二甲基苯基氨基甲酸酯)涂敷型硅基手性固定相。通过元素分析、红外光谱对该固定相进行了表征。用正相高效液相色谱法在该固定相上首次直接拆分了触杀型苗后除草剂氯氟草醚乙酯对映体。考察了流动相组成对对映体保留和拆分的影响,结果发现,随着异丙醇体积分数的减小,对映体的分离度逐渐增大,在异丙醇的体积分数为1 0%时,分离度已达3 95。

N,N,N′′-三取代氨基甲酰脲类化合物的合成

N ,N -二取代脲和取代三氯乙酰胺反应合成了 1 0种未见文献报道的标题化合物 ,产物结构经元素分析、IR和 1H NMR确证。

生防芽孢杆菌种子处理剂WS20的研制及对甘蓝枯萎病的防治效果

生防芽孢杆菌类微生物制剂能有效控制植物病害。本研究以具有生防潜力的萎缩芽孢杆菌ZY1825菌株发酵液为包衣种子处理剂活性成分,以甘蓝枯萎病病原菌尖孢镰刀菌为指示菌,采用单因素、正交、平板对峙试验和稀释平板计数法,明确了拮抗抑菌效果和生防菌活菌含量,通过对分散剂、成膜剂、稳定剂、防冻剂等助剂的筛选,确定了混合助剂最优配方为:木质素磺酸钠4.00%、羧甲基纤维素0.25%、膨润土1.00%、乙二醇0.50%、大红染料2.00%(均为质量分数)。生防芽孢杆菌种子处理剂WS20配方为:萎缩芽孢杆菌发酵液(9.28×109cfu/mL)与混合助剂体积比为2:1,成膜时间1.45 min,包衣均匀度93.06%,货架期可达150 d,热储和低温稳定性等指标均符合种子处理悬浮剂及微生物制剂的国家相关标准。采用WS20种子处理剂按药种质量比1:30包衣甘蓝种子,对甘蓝枯萎病的盆栽防效达64.94%。研究结果可为芽孢杆菌类生防种子处理剂制备和土传性病害生物防治提供参考。

4%双唑草腈悬浮剂施用人员健康风险评估

对4%双唑草腈悬浮剂进行了施用人员初级健康风险评估。分别在直播田和移栽田2种不同工作场景下,评价了4%双唑草腈悬浮剂对施用人员在配药和施药过程中的综合风险系数。试验结果表明:在较差防护及中等防护下,2种工作场景的综合风险系数RQ为2.9467~6.6659,风险超出可接受范围;而在较好防护下,2种不同工作场景的综合风险系数RQ均小于1,风险可控。

25%丙草胺CS对水稻直播田杂草的防除效果和作物安全性评价

为评价新制备的25%丙草胺微囊悬浮剂(CS)的应用效果,参照农药田间药效试验准则开展了水稻直播田杂草的防除及安全性试验。试验结果表明25%丙草胺CS以施用剂量450~877.5 g a.i./hm^(2)进行喷雾处理,其对水稻直播田稗草、鸭舌草等杂草表现出较好的防治效果和持效性,且其对水稻的成苗数、株高、根长、株鲜重、根鲜重等生长指标无明显影响,这一结果为除草剂的合理使用提供了良好的借鉴作用,建议推荐剂量为450~877.5 g a.i./hm^(2),于播种后2 d水稻立针期和杂草未出苗时喷施。

甲维盐@海藻酸纳米颗粒制备及缓控释性能研究

为了减少甲维盐的用量及其对环境的影响,利用溶剂扩散法制备甲维盐纳米颗粒,并通过静电作用在颗粒表面包覆海藻酸得到纳米缓释剂,利用傅里叶变换红外光谱、动态光散射和透射电镜分析工艺条件下甲维盐@海藻酸纳米颗粒的结构对甲维盐释放特征的影响。结果表明:甲维盐@海藻酸纳米颗粒的粒径D_(h)和ζ电位负值随着海藻酸用量的增加而增大,但是Ca^(2+)的交联作用将导致D_(h)和ζ电位负值减小。甲维盐负载与海藻酸、CaCl_(2)浓度有关,增大海藻酸、CaCl_(2)的浓度有利于提高甲维盐的包封率P EE,但减小了甲维盐在纳米颗粒中的载药率P LE。海藻酸包覆延缓了甲维盐的释放,其释放速率主要受到活性分子与基材的相互作用的影响。Ca^(2+)与海藻酸羧基的静电结合削弱了甲维盐与海藻酸的相互作用,加快了甲维盐的扩散释放,而碱性介质中海藻酸分子与甲维盐之间的相互作用因羧基解离度的增大而增强,具有较好的缓释性能。

巴豆种子油的GC-MS分析

巴豆种子经石油醚和无水乙醇提取得巴豆种子油 ,通过气相色谱 -质谱联用仪 (GC- MS)测定其中的化学成分 ,结果显示 ,巴豆种子油中含有 2 6个组分 ,本文确定了其中 2

联苯吡菌胺关键中间体3′,4′-二氯-5-氟-1,1′-联苯-2-胺的合成

为获得联苯吡菌胺关键中间体3′,4′-二氯-5-氟-1,1′-联苯-2-胺的适合工业化生产工艺路线,对其合成工艺进行了优化。以3,4-二氯溴苯和2-溴-4-氟苯胺为原料,经格氏和Suzuki偶联2步反应合成了3′,4′-二氯-5-氟-1,1′-联苯-2-胺,其结构经1H NMR、MS表征确证,并对合成条件进行了优化。优化条件下,3′,4′-二氯-5-氟-1,1′-联苯2-胺合成总收率61.9%,纯度98%。该工艺成本低,收率高,具有工业化生产前景。